一种硅芯切割方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115091639A(43)申请公布日2022.09.23(21)申请号202210765600.1(22)申请日2022.07.01(71)申请人三谷中识先进技术（无锡）有限公司地址214111江苏省无锡市新吴区清源路18号530创业大厦D601室(72)发明人华宇晨(74)专利代理机构无锡三谷高智知识产权代理事务所(普通合伙)32569专利代理师陈勤(51)Int.Cl.B28D5/04(2006.01)C30B29/06(2006.01)C30B28/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种硅芯切割方法(57)摘要本发明公开了一种硅芯切割方法，将多晶硅原料及杂质放入长晶炉内，长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度以上,将多晶硅原料熔化，硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中，由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉，缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面产生零位错的晶体。该硅芯切割方法，通过设置融接工艺，融接工艺解决了硅芯棒拉制过程中的提断问题，显著提高了成品率，降低了加工成本。CN115091639ACN115091639A权利要求书1/1页1.一种硅芯切割方法，其特征在于，包括以下操作步骤：S1、将多晶硅原料及杂质放入长晶炉内；S2、长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度以上,将多晶硅原料熔化；S3、步骤S2中硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中，由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉，缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面产生零位错的晶体；S4、步骤S3中长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小，长完细颈和肩部之后,借着拉速与温度的不断调整,可使晶棒直径维持在正负2mm之间，这段直径固定的部分即称为等径部分，单晶硅片取自于等径部分；S5、步骤S4中长完等径部分之后，如果立刻将晶棒与液面分开，那么热应力将使得晶棒出现位错与滑移线；S6、选用硅芯长度规格为2.6m，硅芯横截面规格为7mm×7mm，将其放置在硅棒切割机上进行切割工作；S7、硅芯为纵向切割，切割方向平行于轴线，最小直径一旦小于某特定长度，离中心距离最远的硅芯由于横截面不达标只能报废。2.根据权利要求1所述的一种硅芯切割方法，其特征在于：所述步骤S2中熔化温度设置为1420℃。3.根据权利要求1所述的一种硅芯切割方法，其特征在于：所述步骤S7中得到的报废的硅芯棒通过回融、稳温和接棒工艺进行二次加工。4.根据权利要求3所述的一种硅芯切割方法，其特征在于：所述回融时硅棒边缘受热较多，熔融较快，回融后硅棒底部略显凸型，在接棒时可以避免有气体进入融接面。5.根据权利要求3所述的一种硅芯切割方法，其特征在于：所述接棒为降低晶转，把硅棒浸入硅液，开始接棒采用低拉速，接棒后长晶长度大于20mm后逐步降低至等径功率。6.根据权利要求3所述的一种硅芯切割方法，其特征在于：所述步骤S7中切割方法具体为：将一根长度2000mm的多晶硅棒粘至切割机吊装装置上，放置24h完全凝固后，将原生多晶硅棒移动至卧式切割机进行固定开始切割，切割机初始进线速度设定为5mm/min，然后逐步将进线速度提至11mm/min，然后对已切割好的硅棒进行捆扎工作，再继续对硅棒进行切割，直至切割行进至2030mm处，至此方硅芯切割完毕。2CN115091639A说明书1/4页一种硅芯切割方法技术领域[0001]本发明涉及多晶硅技术领域，具体为一种硅芯切割方法。背景技术[0002]多晶硅，是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。[0003]多晶硅在进行生产时需要对其进行切割，而现有的切割工艺在切割时易使硅芯棒断裂，导致硅芯棒损坏无法使用，针对这一问题需要进行改进。发明内容[0004](一)解决的技术问题[0005]针对现有技术的不足，本发明提供了一种硅芯切割方法，以解决上述提出的问题。[0006](二)技术方案[0007]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硅芯切割方法，包括以下操作步骤：[0008]S1、将多晶硅原料及杂质放入长晶炉内。[0009]S2、长晶炉必须关闭